潜伏在宇宙雾气中的一个物体给了天文学家一个巨大的惊喜。
通过詹姆斯-韦伯太空望远镜收集的观测数据显示,一个活跃的超大质量黑洞的质量是太阳的900万倍,这个黑洞正在积极成长,因为它从它周围的空间吸食物质。
在宇宙大爆炸后仅5.7亿年左右,这是迄今为止探测到的最早的超大质量黑洞,尽管科学家们希望它不会长期保持记录。
这个黑洞是在有史以来探测到的最早的星系之一内发现的,以前被称为EGSY8p7,后来改名为CEERS 1019。它的发现可以帮助解决早期宇宙最大的困惑之一,宇宙曙光中的黑洞是如何在如此短的时间内成长为如此大的体积。
德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家丽贝卡-拉森领导的一篇论文详细介绍了这一发现,并刊登在《天体物理学杂志》的一个特刊上。
我们发现了最遥远的活动星系核和我们所发现的最遥远、最早的黑洞。

这种光被称为莱曼-阿尔法辐射,被认为是由恒星形成活动中中性氢的电离产生的。早期的宇宙充满了中性氢的雾气,这阻碍了光的传播;只有在这些氢被电离后,光才能自由流动。
这个被称为 "电离时代 "的时代还没有被完全理解。我们知道它发生在138亿年前大爆炸后的头10亿年,但要看到这么远的早期宇宙真的很难。
CEERS 1019和其他一些超早期的星系是这项研究的绝佳目标,因为它们相对明亮。
该星系于2015年在哈勃数据中被确认,在当时,它是被观测到的最早、最遥远的星系。
随后的观测证实了它的存在,但更详细的信息仍然难以捉摸: 由于宇宙的膨胀,宇宙中最早的光线已经转移到光谱的红外部分,因此需要像JWST这样强大的专用红外仪器来探测它们。
因此,当JWST出现时,CEERS 1019--这个时代的哈勃星系中最明亮的星系--是一个明显的目标。这台望远镜用它所有的四台仪器盯着这个星系只用了一个小时,但却得到了大量的数据。
除了恒星形成的光芒之外,还有一个通常与AGN相关的广泛发射特征。当她向一些AGN研究人员提及此事时,事情开始变得有趣起来。

通常情况下,宇宙早期的星系要么发出AGN的光,要么发出恒星形成的光。在同一个星系中看到这两种光是非常出乎意料的。
一个超大质量的黑洞在132亿年前就存在了,并且被看到在成长,这并不像你想象的那样令人惊讶。
在早期宇宙中已经检测到更大的黑洞;J1342+0928,一个在大爆炸后6.9亿年检测到的类星体星系,其超大质量黑洞的时钟为8亿个太阳。
J0313-1806中的黑洞,在大爆炸后6.7亿年被测量为16亿个太阳。
这两颗类星体都是由AGN发射主导的。CEERS 1019似乎代表的是一个中间步骤,在后来更大的、以AGN为主的星系,以及那些星系和它们的黑洞最初是如何开始形成的之间的一个点。
拉森说,我们过去和现在都不知道那些星系中的黑洞是如何在宇宙的早期就变得如此巨大的。
所以我们发现的是我们认为可能是原初的东西,或者是成长为这些令人难以置信的巨大类星体的东西。
观察CEERS 1019中的超大质量黑洞,研究人员认为该物体是由一个大质量物体塌缩形成的,例如宇宙中的第一批恒星之一。
这些恒星比我们今天周围的恒星要大得多,所以来自这种坍缩的黑洞在成为超大质量黑洞的道路上会有一个先机。
但是它仍然需要一点推动力。这可能是以周期性超级爱丁顿吸积的形式出现的。爱丁顿极限是黑洞能够增长的最大持续速度。物质围绕着盘中的黑洞旋转,像水流入下水道一样进入黑洞。

超过爱丁顿极限后,物质的运动速度如此之快,以至于不是绕着黑洞转,而是飞向了太空。超爱丁顿吸积只可能在短时间内发生;但是,根据研究小组的建模,它有可能在帮助CEERS 1019中心的黑洞成长的爆发中发生。
一个星系的合并可能是助长这个星系黑洞活动的部分原因,这也可能导致恒星形成的增加。
但是,了解更多关于它们的最好方法是找到更多的中间星系,而这看起来是极其可以实现的。
这些结果来自于仅仅一个小时的观测。真正深入的观测有望发现更多遥远的,甚至更暗淡的星系,最终帮助我们了解宇宙是如何诞生和成长的。